Огнезащита металлических конструкций: способы и составы

Виды огнезащитных составов и материалов

Виды огнезащитных составов

Следует учитывать, что современные огнезащитные составы по металлу вещь, мягко говоря, недешевая. Особенно когда площади поверхностей несущих конструкций начинают измеряться тысячами метров. А если вспомнить про стоимость работ, значительная часть которых относится к высотным?

Поэтому до сих пор в ходу традиционные мастики/обмазки, даже мокрая штукатурка. Из более современных материалов, конкурентов тонкослойных покрытий/красок; если речь не идет об огнезащите сложных по форме, профилю/сечению конструкций, стоит упомянуть следующие материалы:

• Базальтовый рулонный, выполненный на основе холста из базальтового волокна без связующих компонентов. Может быть прошит стекловолоконной/базальтовой нитью, иметь покрытие/подкладку.
• Плита из минеральной ваты, покрытая стеклотканью/фольгой с одной/двух сторон.

Такие плитные/рулонные материалы в ходе огнезащитных работ оборачиваются или наклеиваются вокруг колонн, столбов, балок, обеспечивая требуемый предел стойкости к огню.

Для тех, кто желает и имеет средства идти в ногу со временем, российскими и зарубежными компаниями, химическими концернами выпускается огромный спектр тонкослойных огнезащитных покрытий по металлу, которые называют также термическими красками, конструктивными обмазками и прочими «отличными от других» названиями.

В массовом строительстве при использовании несущих металлоконструкций каркаса зданий/сооружений используются различные марки огнезащитных составов, количество которых исчисляется десятками. Чтобы только вкратце перечислить их и производителей понадобится новая статья на эту тему.

Не следует забывать, что право на проведение огнезащитных работ по металлу имеют только компании, обладающие соответствующей лицензией МЧС; а сами работы не так просты, как это может показаться на первый взгляд. Так, неправильно подобранные к установленным на строительном объекте грунтовка, краска и лак могут привести к тому; что вместо того, чтобы прослужить долгие годы свеженанесенное тонкослойное покрытие начнет шелушиться и осыплется. Вряд ли кому-то нужны такие натурные эксперименты за собственный счет.

Типы огнезащиты металлических конструкций

Перед тем как мы сравним товары производителей, посмотрим на характеристики основных типов огнезащиты.

Для сравнения выбраны 7 производителей огнезащиты. Мы приводим цены на 1 кг товара, а не на единицу поверхности металла. Это связано с тем, что затраты зависят от требуемого предела огнестойкости конструкции и ПТМ. Чем выше предел и чем меньше ПТМ, тем больше расходуется огнезащита.

Состав и описание

На основании требований регламентируемых НПБ 236-97, ГОСТ Р. 53295-2009 краски подразделяются на 7 групп, максимальная устойчивость к пламени, которых варьируется 7-3 группа 15 – 90 мин, 1 группа до 150 мин.

На производстве химический состав огнеустойчивых указывается в сопроводительных документах. Однако эти данные обычно недоступны для общественности в связи с коммерческой тайной производителя. В открытых источниках есть только информация о присутствии в них пленкообразующих компонентов, которые при нагревании вспениваются. Также в их химическом составе присутствуют такие реагенты, как термически активный графит, измельченные минеральные наполнители и отдельные разновидности солей.

В открытых источниках есть только информация о присутствии в них пленкообразующих компонентов, которые при нагревании вспениваются.

Специализированные способы защиты от огня

Помимо окрашивания огнезащитное покрытие металлоконструкций может выполняться в виде штукатурки, бетонирования, обкладывания кирпичами и другими современными негорючими материалами на основе минерального волокна, перлит и других наполнителей.

На сегодняшний день востребованное огнезащитное покрытие металлоконструкций изготавливают с применением жидкого стекла, минеральных волокон, вермикулита и цементов. В продаже имеется краска противопожарная по металлу, способная мгновенно вспениваться, которая также состоит из неорганических и органических элементов. Все применяемые материалы обладают одним общим свойством — способность к увеличению в объеме и созданию пористой структуры, которая образует защитный термостойкий экран для огня.

Выбирая способ обеспечения огнестойкости конструкции необходимо учитывать причину, по которой может возникнуть возгорание на объекте строительства, а также какая критическая температура воздуха может образоваться при пожаре и воздействовать на металлоконструкцию

Важно в расчет брать и то, что при эксплуатации здание подвержено различным воздействиям, которые могут сократить срок службы огнезащитной обработки (резкие изменения температуры и влажности воздуха, метеорологические явления, вибрация, механическое воздействие)

Виды и способы огнезащиты конструкций из металла

Для зданий 1 и 2 степени применяют конструктивную металлический защиту, а если приведенная толщина от 5,8 мм – тонкослойные металлы. При R15 за исключением противопожарных преград позволено использовать незащищенные элементы.

Средства группируют:

Требования к огнезащите

НПБ содержат минимальные требования для огнезащиты металлических конструкций. Учитывается:

• различная классификация по огнестойкости (табл. СНиП 21-01-97, ГОСТ 30247 и 30403, СП 2.13130.2012):
  • пределы;
  • степени;
  • классы;
  • типы преград;
• опасность пожарная:
  • конструктивная;
  • функциональная.

Есть 5 степеней огнестойкости зданий и их элементов. Каждой соответствует граница стойкости (п. 5.18, табл. 4 СНиП 21-01-97). Например, несущие элементы от 1 до 4 степени, соответственно, должны отвечать R120, 90, 45, 15. СО должно подойти под перечисленные параметры.

Для каждого элемента установлен (СНиП 21-01-97):

• предел огнестойкости – например: по п. 5.14. стены отнесены к 1 и 2 типу с REI150 / REI45;
• класс – пример: для противопожарных преград – К0 или К1 (п.5.14).

Необходимо учитывать особенности материалов:

• конструктивная защита плитами, кирпичной кладкой, бетонированием эффективная, но потребуется:
  • гидроизоляция металла;
  • анкеры и армирование, поскольку материал трескается при температурах и расширяется;
• облицовывать балки опасно, поэтому применяют штукатурку, цемент, бетонирование.

Средства и составы

Составы, наносимые на поверхность (ГОСТ 53295-2009), создают тонкий слой, не затрагивая форму металлических конструкций. Содержат антипирены. Виды:

• краски:
  • вспучивающиеся — при нагревании создают коксовое покрытие, выделяя при этом вещества и газы для самозатухания. Увеличиваются в 10 – 70 раз. Например, 4 мм покрытия образует 4-сантиметровую защиту;
  • невспучивающиеся — основной компонент – силикаты, «жидкое стекло». Наподобие лаков, но с пигментами и с большей толщиной. Поглощают тепло, выделяют ингибиторы, негорючие газы, воду. Менее эффективные вспучивающихся;
• лаки;
• пасты, обмазки, мастики, штукатурки (тонких слоев). Образуют покрытие до 2 см. Отличаются от краски большей дисперсностью. Содержат вермикулит, глину, вяжущие вещества, химические добавки;
• огнеупорные грунтовки.

Пропитка к металлоконструкциям не применяется из-за невозможности проникать вглубь обрабатываемой поверхности.

Разновидности составов огнезащиты:

• для мест:
  • открытых;
  • закрытых;
• для помещений:
  • отапливаемых;
  • неотапливаемых;
  • со спецусловиями;
• по специфике применения:
  • наносимые на поверхность;
  • в комбинации с иными СО;
• под свойства металла:

Защитные конструкции

Конструктивные методы защиты металлических конструкций от пожара изменяют, дополняют или улучшают сам объект, а не только его поверхность. Создают теплоизоляционное толстое покрытие или преграду:

• толстослойная напыляемая изоляция;
• штукатурка;
• кирпичная кладка, бетонирование;
• плиты, ограждения с внутренним наполнением:
  • с минеральной ватой, со стеклотканью;
  • с противопожарными порошками, подобными составами;
• листовые, рулонные материалы, обмотки:
  • ГКЛ;
  • ГВЛ;
  • минеральная обмотка (с базальтом, стекловолокном, фольгированная);
• защитные экраны, подвесные потолки.

Виды огнезащитных средств

Для предохранения поверхностей стальных сооружений от разрушения при сильном перегреве на них наносят особого рода теплоизоляторы, создающие своеобразный экран.

Защитное покрытие заметно повышает теплостойкость металлических конструкций, а также продлевает сроки их эксплуатации (в этом случае они нагреваются заметно медленнее и до окончания пожара не успевают окончательно разрушиться).

Согласно действующих СНИП от 21.01.97 года в строительстве возможны различные приёмы экранной огнезащиты металлоконструкций, каждый из которых применяется в соответствующих условиях.

Во-первых, это закрытие поверхностей специальными средствами огнезащиты, к числу которых следует отнести цементные составы, жидкое стекло, а также термостойкие волокна и подобные им материалы.

И, во-вторых, использование красителей особого состава, которые при сильном нагреве вспучиваются и образуют на поверхности металла пористый теплоизоляционный слой толщиной порядка нескольких сантиметров.

Одним из образцов такой продукции является базальтовое волокно, применяемое в качестве отдельного элемента защиты.

Конструктивная огнезащита металлоконструкций (СНИП 21.01.97 года) заключается в формировании термостойкого слоя, создающего дополнительную преграду на пути распространения огня.

Огнезащитная обработка особо важных узлов металлических конструкций может осуществляться комплексным методом, заключающимся в одновременном использовании нескольких защитных средств.

Примером таких действий может служить использование совместно с термостойким красителем специального огнеупорного гипсокартона, после закрытия которым поверхности приобретают вполне презентабельный вид.

Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций

Защитные средства снабжаются инструкцией, сертификатом, технической документацией (ТД), зарегистрированными госорганами и содержащими (п. 4.2. ГОСТ 53295-2009):

• группу ОЭ;
• расход на м², толщину, плотность;
• технологию нанесения:
  • подготовка;
  • грунт;
  • слои;
  • время высыхания;
• гарантийные сроки, условия хранения.

Каждый продукт обладает своими нюансами применения. Технологию нанесения, рекомендованную изготовителем соблюдают тщательно, исполнительная документация учитывает ее. Например, без грунтовки работы могут не посчитать защитой от огня, если ее применение предусмотрено ТД состава.

Технологии нанесения составов

Требования к нанесению средств:

• несколько слоев, каждый должен просохнуть;
• при нанесении нескольких составов антикоррозионная подготовка, грунтовка обязательные;
• поверхность:
  • зачищена;
  • отшлифована;
  • обезжирена;
• применяются:
  • каркасы простые или с воздушными прослойками;
  • анкеры, армирование.

Технологии нанесения:

• распыление, напыление;
• обматывание;
• оклеивание;
• обмазка;
• нанесение ЛКМ;
• облицовка;
• оштукатуривание;
• укладка плитки, кирпича, бетона.

Пример работ поэтапно:

• Проект на огнезащиту.
• Очищение поверхности. Часто применяют пескоструйную обработку, которая одновременносоздает идеально очищенную поверхность и шероховатость (адгезию) для сцепления с СО.
• Грунтовка.
• Покрытие составом с периодами для высыхания слоев.
• На финишных этапах наносят декоративные слои, лаки.

{banner_downtext}Работы производятся только лицензированными МЧС организациями (п. 4.3 ГОСТ 53295-2009) и включают создание проекта с расчетами, технологической картой. Стоимость обработки за м² зависит от объема выполняемых работ, сложности и применяемых СО: для краски примерная цена от 450 до 900 руб.

Оборудование для нанесения

Для нанесения СО применяют:

• краскопульты;
• производственные условия, покрасочные цеха, камеры;
• спецоборудование для напыления с брандспойтом;
• инструменты для замешивания (дрель с насадкой);
• ручные работы производятся валиками, шпателями, кисточками;
• для кирпичной кладки, бетонирования потребуются стандартные инструменты: емкости для замешивания, мастерки;
• для рулонных материалов, гипсокартонных листов: негорючие элементы крепления, клеи.

Периодичность обработки металлоконструкций

Правило периодичности установлено в Постановлении №113 от 17.02.2014 г.:

• если нет указаний изготовителя – раз в год;
• в срок, указанный производителем в ТД или в гарантии;
• дата устанавливается пожарным инспектором в предписании, если обнаружены недостатки.

Срок действия средств огнезащиты для металла больший, чем для дерева – около 10 — 20 лет. Временные рамки для бетонных, кирпичных ограждений, облицовкой плитами могут достигать 50 и более лет.

Технологии и материалы для огнезащиты

Расчёт и составление сметы огнезащитной обработки

В практической плоскости проведение работ по огнезащите металлоконструкций нормативными документами регламентируется как обязательный элемент проекта сооружения. Для него обязательно разрабатывается полный пакет технической документации — чертеж, проводится расчет, реферат для согласования, смета с указанием расценок и всего перечня работ согласно гост.

Как правило, первичная противопожарная обработка проводиться на этапе строительства. Однако в процессе эксплуатации пожарная инспекция может внести исполнительный лист с требованием привести в соответствие нормам безопасности теплозащиту как отдельных помещений, так и всего объекта. В таком случае работы могут проводится и самостоятельно, узловым моментом здесь будет выступать правильность и очередность выполнения операций технологии.

Подобрать наиболее приемлемый вид материала и способ его установки поможет видео процесса работ с разными материалами:

Нанесение защитных покрытий альпром

Нанесение покрытий на несущие элементы краской Оберег

Технология огнезащитной обработки несущих металлоконструкций

Правильно провести расчет необходимого материала поможет онлайн -калькулятор, а более детально определить каждый раздел сметы и товарный пункт поможет использование инженерных программ, размещенных на форуме dwg.

Установка теплоизоляции из минеральной ваты

Мат из базальтовой ваты для термоизоляции металлической колонны

При устройстве многослойного вида теплоизоляции из минеральной ваты плотностью 165 кг м3 толщиной 90 мм и верхнего декоративного слоя штукатурки динамика нагрева металла будет следующей:

• 0-1 час — температура металла достигает показателя 100 градусов;
• 1-1,5 час — повышение температуры до 300 градусов;
• 1,5-2 часа — температура повышается до 400 градусов;

После оштукатуривания проводится покраска жаростойкой краской. Самыми популярными продуктами такого вида продуктов является продукция rockwool – базальтовые фольгированные рулоны, stoebich – системы превентивной защиты, противопожарные шторы, технониколь — рулонные защитные материалы и мастики для монтажа.

Конструктивная огнезащита металла

НПО «Ассоциация Крилак» производит материалы для огнезащиты конструкций с высокой изолирующей способностью — штукатурные составы и системы, облицовочные панели и прошивные маты. Они обеспечивают заданный предел огнестойкости, не деформируя и не утяжеляя конструкцию. Материалы просты в монтаже и ремонте, не выделяют токсичных веществ под действием высоких температур и полностью отвечают нормам пожарной безопасности объектов строительства.

Огнезащитные штукатурные системы и составы по металлу

Составы для огнезащиты

Покрытие огнезащитным составом металлических конструкций

Нормативные требования к таким многокомпонентным смесям, а также методикам определения эффективности устанавливает ГОСТ Р 53295-2009.

Эффективным решением стала относительно недавняя разработка – огнезащитные краски/покрытия. Это высокотехнологичные составы, состоящие из множества компонентов. Разработаны много торговых марок, принадлежащих в основном известным во всем мире производителям и соответственно разработчикам красок.

Такие огнезащитные жидкие материалы наносятся распылением, кистью в несколько слоев, обычно не более трех. После каждого нанесения в соответствие технических условий/сертификата соответствия ПБ необходим определенный промежуток времени для высыхания. Под воздействием огня огнезащитная краска вспучивается, образуя вспененный слой, напоминающий пемзу, который не пропускает тепло к защищаемой конструкции. Этим обеспечивается любой требуемый нормами предел огнестойкости.

Кроме практической функции огнезащиты, такие краски позволили воплощать в жизнь многие ранее нереализуемые идеи архитекторов и дизайнеров по строительству зданий с применением ажурных несущих конструкций из металла.

Так, эффективная огнезащита металлических ферм, особенно больших габаритов, монтируемых на значительной высоте, стала возможной на практике; а не только в проектных решениях, только после появления таких огнезащитных материалов, практически не увеличивающих нагрузку на эти ответственные во всех отношениях элементы сооружений; таких как стадионы, различные развлекательные, торговые, выставочные, спортивные комплексы, многопролетные здания производственных цехов, складских ангаров.

Эти составы можно покрывать сверху дисперсионными красками на водной основе, придавая нужный цвет конструкциям; а также стойкими к внешним воздействиям лаками, значительно продлевающими такому виду огнезащиты срок эксплуатации до ремонта/обновления.

Нанесение огнезащиты термозащитными составами

Полимерный огнестойкий состав, нанесенный на металлическую балку

Обработка больших поверхностей осуществляется методом нанесения лакокрасочных составов на основе полимерных соединений на металл. Принцип действия большинства таких термозащитных составов основан на реакции отдельных ингредиентов покрытия на изменение температуры. При значительном повышении температуры или, когда огонь переходит на металл краска начинает вспучиваться — увеличиваясь в объеме. К примеру, при толщине огнезащитного слоя в 1 мм при коэффициенте увеличения 50 — слой увеличивается в объеме, в результате чего получается защитное покрытие толщиной 50 мм. Удобство нанесения такого состава заключается в возможности обработки большого объема при помощи краскопульта и получения равномерного слоя покрытия даже в самых труднодоступных местах. Краска обладает всеми качествами обычной краски для внутренних работ, но при этом срок службы такого покрытия внутри помещения достигает 10 лет.

Установка гипсокартонных плит

Установка гипсокартонных плит

Среди наиболее эффективных методов защиты, несущих колон и балок, выступает установка гипсокартонных плит. Гипс сам по себе является отличным теплоизоляционным и защитным материалом, и если установить несколько плит для создания защитного щита толщиной общей толщиной 50 мм динамика роста температуры металла будет выглядеть следующим образом:

• В первые 30 минут с момента начала возгорания температура плавно достигнет показателя в 100 градусов;
• На протяжении последующих 1,5 часов температура существенно не изменится и будет колебаться в районе 100-130 градусов;
• Примерно через еще 30 минут она достигнет 200, а спустя еще 10-15 минут и 300 градусов.

Как видно гипсокартон — это лучший защитный тип материала по сравнению с другими видами огнестойких материалов. Такой конструктивный метод установки пожаробезопасного покрытия может быть применен и для защиты бетона и деревянных элементов здания. Среди производителей самым популярным на рынке является кнауф, производящая гипсокартонные листы, шпаклевочные смеси и штукатурные составы.